DE1206011B - Schaltung fuer Mischgeraete mit einem elektrischen oder elektromechanischen, rechenwerkartigen Schluesselorgan - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

H04k

Deutsche Kl.: 21 al - 21

A 48122 VIII a/21 al
15. Januar 1965
2. Dezember 1965

In der Verschlüsselungstechnik sind Geräte bekannt, die als sogenannte Mischgeräte zur Ver- und Entschlüsselung in Fernschreiblinien eingesetzt werden. In der Regel arbeiten diese Geräte unter Verwendung eines fortlaufenden Schlüssels, der analog der Impulsinformation auf der Leitung in einem fünfstelligen Dualcode zur Verfügung steht.

Die Verschlüsselung geschieht zeichenelementweise durch Mischung (Vorzeichenmultiplikation, Exclusive-Oder-Verknüpfung) derart, daß zur Entschlüsselung lediglich wieder eine erneute Verschlüsselung notwendig ist.

Solche Mischgeräte können logischerweise entweder direkt auf der Linie arbeiten oder aber zusammen mit Fernschreibegeräten, rein lokal, ohne Linienanschluß eingesetzt werden, wobei der Geheimtext dann stets gestanzt werden muß, da er ja alle Kombinationen des Telegraphencodes (z.B. CCITT Alphabet Nr. 2) enthält, die aber nicht alle durch Drucksymbole dargestellt werden können.

Der Schlüssel wird in den meisten Fällen ebenfalls in Form eines Lochstreifens eingegeben, wenn nicht das Mischgerät mit selbständig arbeitenden, schlüsselbildenden Organen ausgerüstet ist. Im ersten Fall wird der Mischer einen Lochstreifenabtaster für den Schlüsselstreifen besitzen, kann aber auch mit einem zweiten Abtaster ausgerüstet werden, der als Lochsender sowohl für Klar- wie Geheimbetrieb geeignet ist. Solche Mischgeräte sind hauptsächlich im diplomatischen Dienst im Gebrauch. Sie weisen eine hohe Sicherheit (durch Verwendung von Zufallslochstreifen, »Tarnstreifen« als Schlüssel) und einen einfachen Aufbau auf.

Die bekannten Geräte sind mit folgenden Nachteilen behaftet:

1. Die Mischung nach dem System der Vorzeichenmultiplikation gibt z. B. im CCITT-Code Nr. 2 zwangläufig alle zweiunddreißig möglichen Kombinationen. So ergibt z.B. die Mischung des Zeichens Nr. 18 »R« mit Nr. 25 »Y« die Kombination Nr. 32. Diese Kombination wird aber laut internationaler Vereinbarung nicht übertragen, sondern ist nur nach Absprache der beteiligten Telegraphengesellschaft zugelassen.

2. Die Kombination Nr. 4 ziffernseitig löst beim Empfänger unter Umständen den Namengeber aus, wenn solchermaßen verschlüsselte Meldungen ohne direkte Entschlüsselung, mittels Empfangslocher aufgenommen werden.

3. Die Kombination Nr. 27 und 28 (Wagenrücklauf und Zeilenvorschub) können auf Blattschreibern beim Empfang unverschlüsselter Schaltung für Mischgeräte mit einem
elektrischen oder elektromechanischen,
rechenwerkartigen Schlüsselorgan

Anmelder:

Anstalt Europäische Handelsgesellschaft,
ίο Vaduz (Liechtenstein)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M., Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Oskar Stürzinger, Baar, Zug (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 21. Januar 1964 (669)

Meldungen (z.B. bei Überwachungsmaschinen der Telegraphengesellschaft) Mißverständnisse verursachen, wodurch die Überwachung einer sauberen Übertragung unmöglicht gemacht wird. Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Anordnungen. Sie bezieht sich auf eine Schaltung für Mischgeräte mit einem elektrischen oder elektromechanischen rechenwerkartigen Schlüsselorgan zur Ver- und Entschlüsselung von Informationen, die auf interne, einzelne Signalleitungen aufgeteilt sind.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in den internen Signalleitungen Schalter vorgesehen sind, welche wahlweise bestimmte Zeichen durch das Schlüsselorgan hindurch- oder nicht hindurchschalten oder am Schlüsselorgan vorbeilassen, wobei das Schlüsselorgan mindestens eine gleiche Anzahl Ein- und Ausgänge aufweist, wie Zeichen im Übertragungsalphabet vorliegen.

Die Steuerung des Schlüsselorgans kann durch Lochstreifen oder durch umlaufende Elemente erfolgen.

Eine Rückführung der Ausgänge auf die Eingänge und auf die Umgehungsleitungen des Schlüsselorgans läßt sich durch Schalter bewerkstelligen.

Die Verschlüsselung kann beispielsweise mittels Versetzungspermutatoren durchgeführt werden.

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Zur selbsttätigen Umschaltung der Rückführungen und der Umgangsleitungen können Steuerbefehle mittels Detektoren erteilt werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fi g. 1 die Prinzipschaltung eines Mischgerätes,

Fig. 2 einen .Versetzer für Permutationsverschlüsselungen in Verbindung mit dem Mischgerät nach Fig.l,

F i g. 3 die Prinzipschaltung eines Mischgerätes, dessen Schlüsselorgan mit einem Detektor ausgerüstet ist,

Fig. 4 die Schaltung nach Fig. 3 für die Zwecke einer Entschlüsselung.

Der erfindungsgemäßen Anordnung liegen die folgenden zwei Grundprinzipien zugrunde:

1. Anstatt einer Mischung im Dualcode des Telegraphensystems -wird eine Mischung im 26er- bzw. 32er-System des gewählten Alphabetensystems durchgeführt. Im Mischer werden nach F i g. 1 die zweiunddreißig möglichen Kombinationen vom Eingang 1 : her über den Empfangsverteiler 2 einer 5fach-Leitung 3 und einem Übersetzer (5->32) 4 zweiunddreißig Signalleitungen 5 zugeteilt. Diese führen zum Schlüsselorgan 6 mit je zweiunddreißig Ein- und Ausgängen. Die Ausgänge 7 führen über einen Übersetzer (32-^5) 8 eine 5fach-Leitung 9 auf den Sendeverteiler 10, der die geheime Information wiederum in Form des dualen 5er-Codes auf die Leitung 11 abgibt.

Das Schlüsselorgan kann dabei aus einer elektronischen oder elektromechanischen, rechenwerkartigen Kombination, z.B. einem Satz Durchgangsrädern oder einem Satz Räder mit Nockenkontakten bestehen. Im vorliegenden Fall erfolgt die Verschlüsselung jedoch mittels Tarnstreifen. Es sind hierbei Steuerungsanordnungen möglich, die als sogenannte Versetzer Permutationsverschlüsselungen durchführen können, analog denjenigen, die durch Durchgangsräder erzielt werden. Eine Ausführungsart wird später näher erläutert.

2. Es werden alle Ausgänge des Schlüsselorgans, die denjenigen Zeichen entsprechen, die auf der Übertragungsseite nicht gewünscht werden, auf die Eingänge des Schlüsselorgans zurückgeführt. Zum Beispiel wird nach Fig, 1 die Ausgangsleitung Nr. 32 auf die Eingangsleitung Nr. 32 gelegt. Dadurch kann das Signal Nr. 32 im Geheimtext nicht erscheinen.

Die vom Übersetzer 4 herkommende Leitung 32 ist nicht berücksichtigt, was jedoch unerheblich ist, da auf der Fernschreibertastatur dieses Zeichen gar nicht vorkommt und das Fernschreiberalphabet in der Praxis eigentlich nur einunddreißig Signale aufweist.

Will man, daß die Signale Nr. 27 und 28 klar auf die Linie gehen (damit Blattschreiber, die den verschlüsselten Text niederschreiben müssen, sauber arbeiten können), so werden die Leitungen Nr. 27 und 28 vom Umsetzer 5 direkt auf den Umsetzer 7 unter Umgehung des Schlüsselorgans 6 durchgeschaltet und die Ausgänge Nr. 27 und 28 des Schlüsselorgans auf die entsprechenden Eingänge zurückgeführt.

Eine Unterdrückung des Signals Nr. 4 analog dem ersten Beispiel ist ebenfalls möglich. Der Draht »D« Nr. 4 (vom Übersetzer 4 her) wird dann vorzugsweise mit dem Draht »I« Nr. 20 verbunden. Dies wird in den meisten Fällen keine Unklarheiten mit sich .bringen. Ein anderer Lösungsvorschlag wird später noch angegeben.

Es sind auch Schlüsseleinheiten möglich, die weniger als zweiunddreißig Ein- oder Ausgänge besitzen. Zum Beispiel kann Tür ein 26er-Alphabet eine 26-pqlige Anordnung ,gewählt werden, wie es auch solche geben kann, die deren mehr haben, als das gewählte Alphabet Zeichen aufweist. Zu letzterem Fall sind eine Anzahl der Eingänge mit den Ausgängen paarweise kurzgeschlossen.

Je nach Einsatzzweck werden die erwähnten Reduktionsschaltungen ein- und ausschaltbar oder aber fest angeordnet. Es ist auch möglich, die sogenannten Rückführungen unter sich vertauschbar zu machen, da dadurch ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor in die Verschlüsselungsanordnung hineingebracht werden kann. Zum Beispiel kann der Draht Nr. 27 auf Draht Nr. 32, Draht Nr.,28 auf Draht Nr. 27 und Draht Nr. 32 auf Draht Nr. 27 rückgeführt werden.

Im folgenden sei eine Form des obenerwähnten lochstreifengesteuerten Versetzers nach Fig. 2 erläutert, der mit zweiunddreißig Ein- und Ausgängen ausgelegt ist.

Es bedeutet 21 den Lochstreifen, 22 die fünf Abtasthebel, die mit mehrpoligen, zwei Stellungen aufweisenden Umschaltern 23 ... 27 gekoppelt sind. Diese können als Federsatzpakete oder in Form von Schubstangenschaltern oder drehbaren Scheiben ausgeführt sein. 28 bedeuten die zweiunddreißig Eingänge und 29 die zweiunddreißig Ausgänge.

Die Verdrahtung ist so durchgeführt, daß in der Ruhelage (kein Loch) die Schalter eine glatte Durchschaltung der Signalleitungen erzeugen, in Arbeitslage (Abtastung eines Loches) jedoch Versetzungen derart durchführen, daß am Schluß alle Permutationen möglich sind.

Zum Beispiel ist eine Anordnung möglich, bei der der Schalter 23 alle zweiunddreißig Leitungen um einen Platz verschiebt, d. h. Draht Nr. 1 wird auf Draht Nr. 2 übergeführt, Draht Nr. 2 auf Draht Nr. 3 usw.

Der Schalter 24 bewirkt eine Verschiebung um zwei Schritte, wenn er ein Loch in der Reihe 2 abtastet. Schalter Nr. 25 erzeugt vier Versetzungsschritte, Schalter 26 acht und Schalter 27 sechzehn Versetzungsschritte. Es ist ersichtlich, daß dadurch zweiunddreißig mögliche Versetzungen erzeugt werden können, wenn zweiunddreißig Lochkombinationen vorliegen. Zum Beispiel ergibt die Lochkombination Nr. 2 »B« (Loch bei 1, 4, 5) neunzehn Versetzungsschritte (16 + 2 + 1), d.h. Draht Nr. 1 wird auf Draht Nr. 20 geschaltet. Draht Nr. 2 wird auf Draht Nr. 21 und Draht Nr. 13 auf Draht Nr. 32 geschaltet, wobei Draht Nr. 14 wieder auf 1 zurückgeschaltet wird (14 + 19 — 32) usf. Es erhellt daraus aber auch, daß durch die Beschränkung der Eingangssignalleitungen allein die erwähnten Nachteile nicht aufgehoben werden könnten, da ja stets eine aller zweiunddreißig Ausgangsleitungen die Chance hat, angesteuert zu werden. Erst die vorgeschlagene Rückführung garantiert die Beschränkung der Ausgänge auf die gewünschte Zahl.

Im folgenden wird ein weiterer Lösungsvorschlag für das »Namengeberproblem« aufgezeigt.

Es sind Schaltungen bekannt, die bei Feststellung eines »D« (CCITT Kombination Nr. 4), das auf die Linie gesendet werden sollte, eine schlüsselseitige

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Zeichensubstitution durchführen, um ebendiese Aussendung der Kombination Nr. 4 zu verhindern.

Es kann jedoch in Anwendung der obenerwähnten Rückführung auch eine Lösung in Frage kommen, die nach F i g. 3 einen Detektor 12 aufweist, der in S die Ein- und Ausgangsleitungen der Schlüsseleinheit 6 eingeschleift ist. Der Detektor kann auf gewisse Zeichen ansprechen und selber Leitungsdurchschaltungen durchführen. Des weiteren wird ein Versetzungssystem verwendet, das die Schrittzahlen 1, 2, 4, 8, 15 aufweist, wobei zusätzlich alle Leiter dauernd um einen Schritt versetzt werden. Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise die Schrittzahl 32 (= 0) nie vorkommt. Wenn dafür eine andere Schrittzahl doppelt auftaucht, so ist das cryptologisch ohne Belang. Der in F i g. 2 vorliegende Lochstreifen würde also an der zweiten Abtaststelle die Schrittzahl 1 + 4 + 8 = 13 + 1 = 14 ergeben.

Der Detektor 12 arbeitet folgendermaßen: Ist bei einem Schlüsselvorgang der Draht Nr. 4 rechts von 6 belegt, so wird der Ausgang abgetrennt und dafür das Zeichen — unter Umgehung von 6 — klar auf den Ausgang übergeführt (wie soeben erwähnt wurde, erscheint die Schrittzahl »0« nie, so daß durch 6 ein Klardurchgang nie herbeigeführt werden kann. Hierdurch taucht bei einem eventuellen »4« links von 6 rechts nie auch ein »vier« auf), wie dies in F i g. 3 dargestellt ist, wo z. B. Zeichen »28« übertragen wird.

Beim Entschlüsseln tauchen 2 und 10 sowie 4 und 8 ihre Rollen. Mit anderen Worten, der Informationsdurchgang verläuft von rechts nach links (F i g. 4). Es wird jedes Zeichen, das von rechts her bei 12 ankommt, zuerst prüfungshalber nach links übergeführt und links von 6 eingegeben. Ist rechts von 6 der Draht »4« belegt, so ist das ein Beweis dafür, daß das empfangene Zeichen ein Ersatz für das Zeichen »4« beim Verschlüsseln war und somit klar durchging, weshalb es nun auch wieder klar nach links weiterzugeben ist; wird hingegen Draht »4« nicht belegt, so wird das Zeichen bei 6 von rechts her zwecks normaler Entschlüsselung eingegeben.

Dieser Lösungsvorschlag bringt nebst der Verhinderung des Aussendens des Signals Nr. 32 auch diejenige des Zeichens Nr. 4; ein entsprechendes mit dieser Anordnung versehenes Mischgerät kann also ohne Beschränkung auf internationalen Telexverbindungen eingesetzt werden, unbekümmert ob der Empfänger eine unmittelbare Entschlüsselung durchführt oder nur auf Lochstreifen empfängt.

Die vorgeschlagenen Lösungen sind nicht an eine bestimmte Schaltung gebunden, die mit codifizierten Impulssignalen arbeitet. Es sind rein lokale Anwendungen mit Tastatur und Druckwerk möglich, die dann zu einem lokal arbeitenden Verschlüsselungsgerät führen, das keinerlei Zusammenhang mit dem Fernschreibwesen hat.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltung für Mischgeräte mit einem elektrischen oder elektromechanischen, rechenwerkartigen Schlüsselorgan zur Ver-und Entschlüsselung von Informationen, die auf interne einzelne Signalleitungen aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den internen Signalleitungen Schalter vorgesehen sind, welche wahlweise bestimmte Zeichen durch das Schlüsselorgan hindurch- oder nicht hindurchschalten oder am Schlüsselorgan vorbeilassen, wobei das Schlüsselorgan mindestens eine gleiche Anzahl Ein- und Ausgänge aufweist wie Zeichen im Übertragungsalphabet vorliegen.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlüsselorgan durch Lochstreifen steuerbar ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlüsselorgan durch umlaufende Elemente gesteuert wird.

4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rückführungen der Ausgänge auf die Eingänge und auf die Umgehungsleitungen des Schlüsselorgans durch Schalter umschaltbar sind.

5. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlüsselung mittels Versetzungspermutatoren durchgeführt wird.

6. Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Detektoren Steuerbefehle zur selbsttätigen Umschaltung der Rückführungen und der Umgehungsleitungen erteilt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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